Блог компании Сбер. Автор: Анна Колосова. В 2023 году добыча полезных ископаемых официально выйдет на новый уровень; точнее, на новую глубину. Планируется оформить в правовом поле разработку на уровне «deep seabed» — то есть более 200 метров от поверхности. Хотя это направление начало формироваться еще в середине прошлого века, именно сейчас в силу некоторых обстоятельств оно переживает второе рождение. Далее в посте мы расскажем, почему так произошло, где и что можно добывать на дне океана и какие последствия у этой деятельности могут быть.

О глубоководной добыче полезных ископаемых начали всерьез говорить в 1960-е годы, параллельно с разработкой ООН всеобъемлющего режима управления океанами. В 1970 году Ассамблея ООН объявила минеральные ресурсы морского дна «общим достоянием человечества» и заявила, что их разработка должна осуществляться «в интересах всего человечества посредством международного механизма, который должен быть создан для этой цели». Такой механизм — Международный орган по морскому дну (ISA) — был создан только в 1994 году. Возможно, это случилось бы раньше, но вскоре после первого всплеска интерес к глубоководной добыче полезных ископаемых снизился — мировые цены на металлы упали, да и добывать их можно было более дешевыми способами.

Вернулась глубоководная добыча в новостные ленты в 2021 году, когда Республика Науру (карликовое государство на острове в Тихом океане) объявила, что планирует спонсировать компанию The Metals Company для добычи металлов в зоне Кларион-Клипертон, богатой никелем, медью, кобальтом и марганцем. Но помимо полезных ископаемых, эта зона изобилует биологическими видами: 90 % собранных здесь для изучения образцов ранее вообще были неизвестны науке, а некоторые из них так редки, что обитают исключительно в пределах 200 километров. Планы Науру заставили ООН срочно привлечь Международный орган по морскому дну для проработки законодательных норм глубоководной добычи. Сейчас активно идут обсуждения, дедлайн для ISA — до июля текущего года.

Что и в каких масштабах добывают на дне

The Metals Company и Науру — далеко не единственные заинтересованные в добыче. На карте ниже представлены планируемые зоны разработки, и компании, претендующие на нее.

Выделяют три основных типа глубоководных месторождений:

• Polymetallic nodules — полиметаллические конкреции. Лежат на абиссальных равнинах морского дна, частично покрыты мелкозернистыми отложениями. Содержат множество различных металлов (железо, медь, марганец, никель, свинец, кобальт, цинк), а также интересные с точки зрения добычи объемы лития, молибдена, титана, ниобия и других элементов.
• Cobalt-rich ferromanganese crusts — кобальтовые корки. Образуются на склонах и вершинах подводных гор на глубине от 400 до 7000 м как результат осаждения минералов из морской воды. Содержат марганец, железо, медь, никель, кобальт и различные редкие металлы, в том числе редкоземельные элементы.
• Polymetallic sulphides — полиметаллические сульфиды. Богаты железом, медью, цинком, серебром и золотом. Встречаются на границах тектонических пластин, вдоль срединно-океанических хребтов, вулканических дуг, на глубине около 2000 м.

К маю 2022 года общая площадь морского дна, на разработку которой претендуют разные организации, превысила 1,5 млн км², что сопоставимо с площадью Монголии.

Полиметаллические конкреции в Южно-Китайском море. Источник

Основные риски

Глубоководные зоны планеты изучены мало. 75 % морского дна не исследовано и не нанесено на карту. Известно лишь, что примерно 40 % площади океанов занимают абиссальные равнины. Также распространены подводные горы вулканического происхождения и глубокие разломы, подобные Марианской впадине, но менее внушительные по глубине.

Вот так схематично выглядит разработка морского дна. На шкале слева показаны уровни глубины и их названия. Diel vertical migration — суточная вертикальная миграция. Commercial fisheries — зоны промыслового отлова рыбы. Noise — шум. Dewatering plume — выбросы отходов первичной переработки. Seamounts for cobalt crusts — горы с кобальтовыми корками. Mid-ocean ridges/back arc basins for massive sulphides — срединно-океанические хребты и задуговые котловины с отложениями сульфидов. Collector plume — выбросы добывающих машин. Abyssal plains for manganese nodules — абиссальные равнины с марганцевыми конкрециями.

Наибольшие риски для экосистемы связывают с выхлопами добывающих машин на дне и кораблей на поверхности. Если концентрация выхлопных частиц в воде превысит допустимые значения, это может привести к необратимым последствиям. Сейчас эти пороговые значения не установлены, но есть основания считать, что они невысоки, поскольку в естественных условиях концентрация подобных веществ очень низка даже у морского дна.

Выхлопные частицы способны разрушить дыхательную и обонятельную системы морских организмов. Многие из них питаются мельчайшими органическими частицами через фильтрацию морской взвеси — простейшие, ракообразные, полихеты (многощетинковые черви), сальпиды и аппендикулярии (животные, часто прозрачные, с телом мешкообразной формы). Это важная часть пищевых цепочек в океане. Неорганические частицы выхлопов могут легко засорить слизистые оболочки. Кроме того, эти частицы способны прилипать к планктону и другим микроорганизмам, ухудшать их плавучесть и тем самым обрекать на смерть.

Выхлопы — это еще не всё, чем придется питаться местной фауне. Частицы металлов, которые будут выделяться при добыче из поровых вод и измельченной руды, могут оставаться в толще океана гораздо дольше, чем выхлопные частицы — от 100 до 1000 лет. В мезопелагической зоне (от 200 до 1000 м глубины, где наступает полная темнота) в морепродукты, которыми питается человек, может попасть ртуть. Последствия такого отравления бывают очень плачевны.

Выхлопы машин будут поглощать свет, изменять его естественное рассеивание в толще океана. Это повлияет на привычный визуальный контакт в среде — а это важная часть процессов охоты и размножения.

Шум от добывающих машин создаст стрессовые условия для многих организмов, повлияет на процесс развития личинок, на охоту и коммуникацию морских млекопитающих. Это будет особенно проявляться в гористой местности, где собирается много морских животных и рыб. Может начаться вертикальная миграция, что нарушит пищевые цепочки океана.

Моделирование добычи ископаемых

Все эти факторы стали достаточным аргументом для того, чтобы люди начали эксперименты и наблюдения на морском дне. В прошлом веке были проведены пробные работы на ограниченных площадях. И спустя 25 лет на дне океана все еще сохранились следы экскаваторов, поскольку углеродный и биохимический циклы так и не восстановились. Как и уровень минерализации — естественного превращения органической материи в простейшую неорганическую.

Активность местных микроорганизмов после эксперимента упала в четыре раза. Сейчас темпы ее восстановления позволяют прогнозировать, что для возврата к исходному уровню здесь понадобится лет 50. Пищевые цепочки восстанавливаются разными темпами. Медленней всего процесс идет у микроорганизмов; у мелкой подвижной фауны восстановление идет быстрее, чем у крупной неподвижной. Не смогли здесь восстановиться и живые ископаемые — существа, которые почти не отличаются от своих древних предков.

Подводный корабль Наутилус — головоногий моллюск, яркий пример живых ископаемых океана

Учитывая незначительные масштабы зоны эксперимента и его малую длительность, точно экстраполировать эффект на масштабы промышленной добычи затруднительно. Чем больше будет нарушена связь таких районов с нетронутыми зонами, тем дольше будет идти восстановление.

Еще одно важное отличие эксперимента от реальных работ — это тип воздействия на конкреции. Во время эксперимента конкреции были всего лишь повреждены; в реальных же работах их будут поднимать на поверхность для дальнейшей обработки. Это уничтожит местную фауну. Эксперты пришли к выводу, что извлечение полиметаллических конкреций в промышленном масштабе сильно повлияет на жизнедеятельности микроорганизмов. Это приведет к нарушению циклов всех связанных с этими микроорганизмами веществ — от углерода до металлов.

Формирование новых конкреций займет миллионы лет, и без этого слоя вся связанная экосистема может не восстановиться никогда. Вероятно, зоны работ впоследствии будут заняты другими видами фауны, но скорость такого замещения предсказать сложно.

По итогам эксперимента ученые сделали вывод: устойчивость океана к добыче ископаемых на дне можно оценить как низкую. Океанские глубины — это, как правило, очень устойчивая среда, где организмы развивались таким образом, чтобы приспособиться к крайне ограниченным условиям. Обитающие здесь виды обычно являются долгожителями; период достижения половой зрелости у них весьма продолжительный. Это делает их еще более уязвимыми к изменениям среды. Чтобы выжить, многим видам придется мигрировать, что непредсказуемо повлияет и на соседние экосистемы. Высок риск вымирания множества эндемичных (живущих только на ограниченной территории) видов — как в зоне Кларион-Клипертон.

Международный резонанс

Ознакомившись с результатами исследований, 12 стран, включая Францию и Германию, а также несколько островных государств, таких как Фиджи, Палау и Самоа, заявили, что проекты по глубоководной добыче нужно приостановить, и сейчас ведут активности в этом направлении. Их проект моратория на добычу поддержали крупные компании. В качестве альтернативы предлагается более ответственная добыча ископаемых на суше, создание более ремонтопригодных устройств и развитие переработки аккумуляторов. Ведь именно для их производства в первую очередь и хотят вскрывать морское дно.